泰国湾港口某海岸带及海底软弱土特性工程地质研究

赵满，侯欢，钱健

（中交上海航道勘察设计研究院有限公司，上海 200000）

目前国内学者多倾向于柬埔寨地质矿产和油气地质等方向的论述[1],[2]，针对柬埔寨地质方面的研究还较少，笔者查阅有徐国锋、陈侃福等关于柬埔寨公路勘察的研究[3],[4]，有吕兴民、任梦宁等关于柬埔寨达岱河（TATAY）水电站工程地质勘察的研究[5],[6]，但是柬埔寨泰国湾海岸带相关土壤地层研究尚少，本文很好地揭示了柬埔寨泰国湾的区域地质情况，岩土地层结构、物理力学性质，为柬埔寨海洋工程勘察积累了经验，为西港海岸的局部原生地质地层研究提供了依据。

1 地质构造及环境

柬埔寨大地构造属亚欧大陆范畴，处太平洋板块与印度洋板块之间，印度支那地块南部。中、新生代构造对其影响较大，其地质演化历史总体上处于扩张、增生和隆升的过程。新生代柬埔寨地壳已处于相对稳定的状态，但是板块内部调整仍在继续[7]。经资料显示，西港整体大地构造属中生代隆起区，图1 所示Ⅲ，山体裂隙发育较多，自然条件下处于稳定状态，详细地质构造见图1[8]。

图1 柬埔寨区域构造地质图（引自参考文献[8]）

柬埔寨地处北回归线以南，热带季风气候，雨量充沛，空气湿润，气温很高，终年如夏。全年分为雨、旱两季。每年5～10 月为雨季，11 月至次第4 月为旱季。年平均气温29～30℃。勘察区南侧为Gulf of Thailand海域，西侧、北侧为原始陆地，受泰国湾与印度洋高气压影响十分湿热。勘察场地位于浅滩水域，为日潮港，平均潮差0.7m，属滨海潮坪地貌。

根据国家地震局地质研究所徐煜坚、汪良谋主编的《世界活动构造、核电站、高坝和地震烈度分布图》，柬埔寨地区地震烈度不大于6 度[9]。目前，中国政府和企业在柬援建或参与的大量重要工程建设项目均按地震基本烈度6 度，设计基本地震加速度0.05g 进行抗震设防。

2 土壤地层结构

为了得到该海岸及浅滩的岩土地层分布，本文通过钻探和土工试验数据结合，采用浮式钻探船平台搭载XY-100 型钻机进行钻探，钻孔平均孔深约31 米，最大孔深约42 米。每个钻孔均在软土层（淤泥、淤泥质土及软塑的粘性土）采用薄壁取土器以匀速连续压入法采取软土样，在可塑－硬塑状的粘性土地层中，用厚壁活塞式取土器用重锤少击法采取原状土样，并且所采样品及时封蜡送至柬埔寨Kong Bunthoeun 地质调查实验室进行土工试验。十字板剪切试验采用 KE-2103 静力触探机，试验间距1.0m，记录20m 深度范围内淤泥质软弱土层的原状土、重塑土的抗剪强度及灵敏度。勘探得出四十米范围内该海岸带典型地层结构如下图2 所示。软弱黏性土典型十字板剪切试验曲线如图3 所示。

图2 典型地层结构剖面图

图3 软弱黏性土典型十字板剪切曲线图

可以看出，揭露的深度范围内土层为第四纪沉积物，勘察区内地层受地势、沉积历史及水环境影响，地层分布略有变化，场地总体较稳定。按时代、成因类型、岩性特征及其物理力学指标从上至下场地典型软弱土壤地层见下表1。研究区软弱土壤十字板结果统计见下表2。

表1 研究区场地典型软弱土壤地层表

表2 研究区软弱土壤十字板结果统计表

粉砂：灰色，松散，饱和，主要矿物为石英、长石等，含少量腐殖质及贝壳碎片。分布在底泥面表层。

淤泥：灰绿色为主，粘手，味臭，含少量砂及贝壳。局部含少量粉细砂。

淤泥质黏土：灰绿色为主，味臭，粘手，局部含砂及贝壳。混少量粉细砂，局部与粉细砂互层。

粉细砂：灰、灰白，少量灰黄，松散状，局部稍密，很湿，砂质纯，含少量黏粒。以透镜体或夹层形态分布于淤泥质黏土和黏土层中。

黏性土：浅灰、褐灰色，局部含砂及腐殖质。局部含少量的结核物。局部夹少量10—15cm 厚松散状粉砂薄层，局部粉性较重，呈粉质黏土状。

3 软弱黏土物理力学指标

野外采取的原状土壤样品进行土工试验得出数据后，按照《岩土工程勘察规范》GB50021-2001（2009）版第14.2.4 条规定分别对物理指标及力学指标分层进行统计。

计算平均值、标准差和变异系数，公式如下：

式中Φm 表示岩土参数的平均值；σf 表示岩土参数的标准差；δ 表示岩土参数的变异系数。

计算岩土参数的标准值公式如下：

式中γs 表示统计修正系数，正负号按不利组合考虑。

勘探表明海岸带浅部土层主要为淤泥层，由于具有厚度大、含水量高、孔隙比大、压缩性高、灵敏度高、力学强度低等特征，容易存在产生挤压、侧滑、局部剪切、隆起等基础失稳现象。另外其孔隙水压力消散较慢，会产生较大的沉降变形，包括主固结沉降变形、侧向变形、次固结沉降变形及不均匀沉降，并可能在施工完成后很长一段时间产生次固结沉降，本文针对勘察期间提出了淤泥质软弱土部分的物理力学指标特性值，如下表。

4 分析与结论

工程地质勘察期间柬埔寨西港泰国湾某港海岸带地质结论建议如下：

（1）柬埔寨泰国湾某海岸勘察区气温湿热，为日潮港，平均潮差0.7m，大地构造属中生带隆起，属滨海潮坪（水下岸坡）地貌类型。

（2）根据国家地震局地质研究所《世界活动构造、核电站、高坝和地震烈度分布图》及相关工程经验，柬埔寨地区地震烈度不大于6 度，可按地震基本烈度6 度，设计基本地震加速度0.05g 进行抗震设防。

（3）通过钻探勘察可以看出，15—20 米深度范围内地层多为第四纪松散堆积物，以海相沉积的软弱黏性土为主。

（4）原状土样试验的物理指标可以看出研究区淤泥软黏性土含水率高达112%，十字板剪切试验表2 数据显示软弱土层抗剪强度较小，最大原状土Cu 仅为79.4kPa，而灵敏度大，修正标准值st 为3.0，具有流变特性，为高含水量、高压缩性、高灵敏度，工程地质性质极差。

（5）表3 软弱土层物理力学指标特性值显示固结和剪切特性值均较小，表明该海岸带研究区海底软弱土壤为不良地基土层，在堆载过快时，易产生侧向滑移和较大的沉降变形，以及可能在施工完成后很长一段时间产生次固结沉降导致不均匀沉降差异等不稳定现象。

表3 软弱土层物理力学指标特性值

（6）本研究存在不同钻孔土层厚度和埋深不一的情况，以及取土试样不均匀和实验室仪器误差等因素，实测土壤的物理、剪切、压缩等数据具有一定的离散性。后续将对土壤指标进行改良探索及优化研究。

本文所列数据及结论仅适于研究期间工程地质环境。